Современные мегаполисы, как правило, испытывают сложности с отводом под застройку земельных участков, привлекательных для инвестиций. Как правило, такие участки располагаются в городской черте, в условиях сложившейся высокоплотной застройки с развитой инфраструктурой. Эффективное использование отведенной территории предполагает возведение здание максимально возможной полезной площади, т.е. строения большой высоты с периметром, ограниченном габаритами отведенного участка. В том случае, если градостроительный план не лимитирует высотную отметку, заказчик вероятнее всего выдаст техническое задание на проектирование высокого здания определенного назначения.
Какие здания правила проектирования относят к высотным
Согласно п. 1.3 свода правил СП 267.1325800.2016 к категории высотных были отнесены здания общественного назначения выше 50 м, а также многофункциональные комплексы, где помещения для общественного использования находятся на отметке более 50 м. После 1.07.21 г., когда в действие вступило изменение №1 к СП 267.1325800.2016, к этой категории добавились жилые здания выше 75 м. Такое определение совпадает с допустимыми высотами зданий различного назначения, регламентированными табл. 6.8, 6.9 и 6.15 СП 2.13130.2020 “Системы противопожарной защиты”. В то же время, в СП 267.1325800.2016 согласно п. 3.5 высотными считаются все здания выше 75 м без различия назначения, а в п. 9.2 тех же правил проектирования дается ссылка на табл. 9.1, где огнестойкость несущих конструкций увязывается с их высотой:
- менее 100 м;
- от 100 до 150 м;
- выше 150 м.
В п.п 5.6. и 7.8.2 того же СП 267.1325800.2016 требуемая долговечность и коэффициент надежности по ответственности объекта нового строительства зависят от его высоты, которая может быть:
- менее 100 м;
- от 100 до 250 м;
- выше 250 м.
В Градостроительном кодексе понятия высотного здания нет вообще, а объекты, имеющие высоту более 100 м отнесены к категории уникальных (ч. 2 п. 1 ст. 48.1).
Поскольку нормативные требования к проектированию высотных зданий, их архитектурно-планировочным, конструктивным и инженерным решениям относятся к жилым зданиям выше 75 м и общественным выше 50 м, то проектные и экспертные организации в своих решениях опираются именно на это определение.
Особенности проектирования высотных зданий
До начала проектирования высотных зданий СП 267.1325800.2016 регламентирует выполнение следующих этапов работ:
- подготовительный, в ходе которого составляется геотехнический прогноз напряженно-деформированного состояния массива грунтов на отведенном участке в ходе производства работ, а также оснований строений, расположенных поблизости от строящегося здания. При необходимости производится обследование состояния грунтов и оснований этих строений;
- градостроительное обоснование, где компонуются основные требования к проектным разработкам – доступность для маломобильных групп населения, необходимость систем сигнализации и пожаротушения, размещение лифтов и лестниц, устройство парковок, размещение помещений для эксплуатации объекта и др.;
- геологические и гидрологические изыскания, позволяющие оценить безопасность расположения высотного здания с учетом специфики грунтов – просадочных, набухающих, заторфованных и др.
При разработке раздела 4 проектной документации «Конструктивные решения» (согласно Постановлению Правительства России от 16.02.2006 г. № 87) учитываются особенности проектирования высотных зданий, в частности пространственная жесткость объекта обеспечивается:
- развитыми по размерам в плане и симметрично размещенными диафрагмами жесткости и ядром жесткости;
- коробчатой конструкцией здания с расположенными по периметру наружными несущими стенами;
- горизонтальными диафрагмами жесткости – перекрытиями, работающими совместно с расположенными по вертикали несущими элементами здания и воспринимающими ветровые и сейсмические нагрузки;
- жесткими узлами стыка несущих конструкций друг с другом;
- горизонтальными поясами жесткости, расположенными на отметке технического этажа и позволяющими обеспечить совместное восприятие изгибных нагрузок всеми несущими конструктивными элементами, расположенными по вертикали.
В ходе проектирования высотных зданий обязательно принимаются в расчет различные виды воздействия ветровых нагрузок на ограждающие конструкции, а для корректной оценки аэродинамических характеристик объекта, в отдельных случаях, используется продувка модели здания в аэродинамической трубе. Уровень комфорта у людей, находящихся на последних этажах высотного здания, определяется, в т.ч. величиной горизонтальных перемещений верхней части строения, которые определяются в ходе расчета и проектирования высотных зданий различного назначения.
Здания высотой 100 м и более должны рассчитываться на сейсмические нагрузки, тем более что в последние годы землетрясения происходят в регионах, ранее не подверженных таким воздействиям. И если для Москвы сейсмичность до 5 баллов по шкале MSK-64 не влияет на конструктивные решения, то для Казани, Екатеринбурга и Ростова-на-Дону, где раз в 100 лет, но могут произойти толчки силой 7 баллов, то в Краснодаре, Симферополе и Севастополе при проектировании необходима разработка специальных мероприятий, позволяющих воспринимать сейсмические воздействия силой до 9 баллов.
Немало особенностей необходимо учитывать при разработке проектной документации на стеновое ограждение высотных зданий и комплексов зданий жилого и общественного назначения. Стеновое ограждение высотных зданий:
- воспринимает повышенные из-за высоты ветровые нагрузки;
- обеспечивает нормативный уровень тепловой защиты;
- соответствует нормам пожарной безопасности;
- отвечает правилам безопасности, надежности и долговечности;
- обладает сроком службы равным продолжительности эксплуатации здания;
- исключает риск прогрессирующего обрушения.
Определение эксплуатационных характеристик стенового ограждения зданий высотой более 100 м производится с учетом влияния сезона и высоты сооружения на скорость ветра и температуру воздуха, а также возникновения мощных конвективных потоков воздуха на солнечных сторонах фасадов.
Действующие нормы проектирования высотных зданий регламентируют необходимость учета нагрузок, возникающих в экстремальных ситуациях, например в случае посадки пожарного вертолета на крышу здания, расположения пожарных машин на покрытии стилобата и в других случаях. При разработке проектной документации высотного здания формируется комплекс мероприятий, обеспечивающих защиту объекта от прогрессирующего обрушения в случае частичного разрушения отдельных элементов из-за природных явлений, техногенных аварий, террористических актов и др.
Проектирование высотных зданий и комплексов – работа для профессионалов
Реализация сложных проектов требует профессиональной команды, способной добиться цели, поставленной заказчиком. Архитектурно-проектное бюро «Основа» https://osnova.org.ru не ограничивается проектированием высотных зданий и сооружений, но и готово вести авторский надзор в ходе строительства, проверяя правильность реализации проектных решений, а при необходимости и корректировать их, если это будет способствовать ускорению строительства.
